河流、河口沉积物中碳同位素研究

河流颗粒有机质(POM)提供了陆地碳循环的重要信息.沉积物有机碳同位素指示了河口沉积环境的变化、水体悬浮物动力学状况及食物网动态变化并可用于河口的污染动态监测, 14 C同位素有助于了解流域土壤侵蚀状况.河流碳同位素模型的应用使不同端元的有机碳在河流及河口的组成、分布定量研究成为可能.碳同位素研究还对陆地碳库中碳的周转速率的确定、流域植被和气候变化研究提供技术支持,并为沿海地区未来的产业布局提供参考.     

河流水-气界面碳交换研究进展及趋势

河流水-气界面碳交换是区域和全球碳循环的重要环节, 对陆地碳平衡核算和碳循环模型优化具有重要意义. 介绍了全球河流水-气界面碳交换研究的相关进展, 以及现有研究存在的问题, 并在此基础上提出今后相关的研究应关注不同地质-生态和人类活动干扰背景下河流及中小河流水-气界面碳交换, 要综合利用双碳同位素示踪、化学计量学、生物标志物等方法辨识河流系统中CO₂, CH₄ 及其他形态碳的来源和迁移转化过程, 同时还要利用野外原位观测、传统采样分析和室内培养的方法开展“水-土/沉积物-气”多界面碳交换的系统综合研究,揭示控制河流系统水-气界面碳交换的关键因子, 为相关预测模型的建立以及流域的科学管理提供依据.     

矿区恢复植被配置模式对土壤碳库与生物多样性的影响

为了解不同植被恢复模式对土壤有机碳固定与生物多样性的影响,以山西焦煤集团西山煤电屯兰煤矿废弃地为样地,选取31种植被配置模式进行植被恢复。固定监测植被恢复区(0.62 hm~2)和周边自然恢复区(0.5 hm~2),固定监测数据与实验数据相结合,采用相关性分析法对2015-2017年群落生态和土壤监测数据进行研究。结果表明:与周边自然恢复区相比,植被恢复区0～20 cm土壤层中有机碳与矿化碳分别提升了9.14%和18.13%,20～40 cm土壤层中土壤有机碳与矿化碳分别提升了12.73%和12.39%。不同深度土壤有机碳、矿化碳存在显著差异(P0.05)。物种丰富度、Shannon-Wiener指数和有机碳、矿化碳无显著相关性(P0.05),土壤矿化碳与均匀度指数相关程度较高。圆柏+文冠果+欧李配置模式有利于不同深度土壤有机碳固定。配置适宜的圆柏等树种有利于增加植被固碳潜力。     

洞穴次生碳酸盐沉积稳定碳同位素研究

对国内外有关洞穴石笋稳定碳同位素值（13C,其计算公式为:13C = （Rsamp/Rstd - 1）*1000,Rsamp和Rstd分别为样品和标准的碳同位素比值）的研究成果进行了梳理和归纳总结,介绍了影响石笋13C值变化的因素（如植被（包括植被类型和生物量效应）、土壤过程、大气CO2、岩溶地下水水文（包括地下水的水动力条件、水-岩相互作用和先期碳酸盐沉积等）,同时介绍了一些模型研究中对影响石笋13C值的某些具体气候环境因素（如滴水快慢或时间间隔、通风强度、地下水流动路径等）进行的定量评估. 综合迄今为止洞穴石笋13C值的研究成果,指出洞穴内滴水的CO2去气作用可能是影响石笋13C值变化的关键机制,建议在今后的研究中对此给予高度关注.     

海拉尔-塔木查格盆地中部断陷带CO2气藏中CO2成因分析

以海拉尔-塔木察格盆地中部断陷带CO2气藏中的CO2为研究对象,通过组分分析、碳同位素及氦、氩同位素分析,结合研究区CO2含量和同位素数据及他人研究成果,利用排除法探讨研究区CO2的成因及来源。结果表明:研究区CO2平均含量大于85%,CO2稳定碳同位素偏轻,δ13CCO2为-13.1‰～-8.8‰,为目前已发现的具有较为特殊碳同位素组成特征的CO2气藏;尽管CO2稳定碳同位素偏轻,但通过排除法可以证明该区CO2为无机成因气的结论最为合理,且CO2应来源于上地幔岩浆脱气。     

暖温带-亚热带过渡区鸡公山落叶栎林生态系统碳储量分布特征

在鸡公山天然落叶栎林中设置样地,调查分析了落叶栎林生态系统土壤碳密度和碳储量,测定了林下植被层和凋落物层碳储量,并用生物量方程法估测了乔木层各组分的生物量及碳储量.结果表明:落叶栎林生态系统总碳储量为156.60 t·hm-2,空间分布特征表现为乔木层(81.65 t·hm-2)>土壤层(66.13 t·hm-2)>凋落物层(7.50 t·hm-2)>灌木层(1.09 t·hm-2)>草本层(0.23 t·hm-2).在不同采样层次上碳含量存在明显差异.土壤层碳储量随着海拔升高而显著增加(p<0.05),随着土层深度增加而显著降低(p<0.05).     

岩溶区钙与土壤有机碳关系的研究进展

土壤碳库在全球碳循环中占有重要的地位,土壤有机碳的稳定程度直接影响到其对大气CO2产生碳汇的潜力,土壤钙不仅是盐基离子,能影响土壤pH值,而且对土壤有机碳的稳定性和吸收大气CO2的能力产生影响。本文综述了土壤有机碳稳定机制研究方法,钙对土壤有机质稳定性影响研究进展,以及岩溶区富钙偏碱的地球化学背景下土壤大量钙存在对有机碳稳定性影响的研究进展。     

亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究进展

本文阐述了亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究的进展，详细介绍了在不同植被、不同土壤类型、不同级龄条件下土壤有机碳的含量及动态变化、研究森林生态系统土壤碳循环的土壤有机质模型等。说明了制约森林土壤有机碳存量及状态的内、外在因素。     

广西不同林龄马尾松人工林生态系统碳储量及其分配格局

为阐明马尾松(Pinus massoniana)不同林龄生态系统碳汇机制以及固碳能力的差异,本研究基于样地调查,选用空间代替时间的方法,选取立地条件大致相似、不同林龄(6、19、32、58 a)的马尾松人工林生态系统为研究对象,依据收获法和建立各器官生物量模型的方法估测生物量,采集0-60 cm土层土壤样品,测定生态系统各层次的有机碳含量,以此估算生态系统的碳储量。结果表明：不同林龄马尾松人工林林下灌木层、凋落物层和根系有机碳含量均呈增加趋势,而草本层则相反,各层次有机碳含量整体表现为凋落物层＞灌木层＞草本层＞根系;其生态系统碳储量总体表现为增加趋势,过熟林显著提高了144.14%,其中,乔木层、凋落物层、根系和土壤层碳储量的变化规律与生态系统一致,而灌木层和草本层则相反;植被层碳储量贡献率提高,而土壤层碳储量贡献率下降,凋落物层无明显变化;年净固碳量以幼龄林和中龄林较高,表明马尾松人工林固碳能力较强,具有相对较高的生物生产力水平。近自然恢复可进一步提升不同林龄马尾松人工林的碳固持能力,提高植被层生物量和土壤碳含量、增强土壤固碳能力、优化森林结构、维持较高生产力和降低人为干扰等是提高马尾松人工林生态系统碳汇功能的重要举措。     

桂林丫吉村岩溶试验场岩溶土壤碳转移与水排碳作用

对桂林丫吉村岩溶试验场1号洼地出口泉进行了岩溶水HCO-3输出碳的年内变化监测和模拟灰岩土壤系统水排碳作用的实验分析,野外土壤剖面中CO2浓度和排放强度变化的观测,土壤碳和岩溶水无机碳的δ13C测定,提出土壤碳转移是岩溶水排碳作用的物理基础,因而其所表现的对大气CO2汇效应实际上是生物作用下土壤有机碳分解释放向系统外的排出.供试系统的汇效应达到21～26tC/(km2.a),系统在春、夏、秋和冬季的汇、源效应的强度比分别为0.077,0.099,0.002,0.004.     

Variation of δ13C in karst soil in Yaji Karst Experiment Site, Guilin

This study deals with δ₁₃ C variation in karst soil system of Yaji Karst Experiment Site, Guilin, a typical region of humid subtropical karst formations. Samples of near ground air, plant tissue, soil and water (soil solution and karst spring) were respectively collected on site in different seasons during 1996–1999. Considerable variation of δ₁₃ C values are not only found with different carbon pools of soil organic carbon, soil air CO₂ and soil water HCO₃⁻, but also with the soil depths and with different seasons during a year. The °₁₃ C values of CO₂ both of near ground air and soil air are lower in July than those in April by 1‰–4‰ PDB. Our results indicate that the δ₁₃ C values of carbon in the water and air are essentially dependent on interface carbon interaction of air-plant—soil-rock—water governed by soil organic carbon and soil CO₂ in the system.     

贵州喀斯特地区植被修复对土壤氮素的影响

喀斯特地区正开展一系列的生态恢复工程措施,研究生态修复过程与土壤氮循环过程的交互作用对喀斯特地区生态系统植被修复具有重要的科学意义。本研究以贵州草海保护区不同地貌(非喀斯特、喀斯特及植被修复)为研究对象,采用时空互代法研究地貌环境对土壤氮组分(全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮)分布特征的影响,并分析它们与土壤理化因子之间的关系。结果表明：(1)非喀斯特样带氮含量与喀斯特样带对比,前者土壤氮素累积呈现向上富集的规律,在土壤表层呈表聚现象,土壤硝态氮和铵态氮含量均高于喀斯特样带,铵态氮占无机氮主要部分;(2)喀斯特样带由于地质条件、植被覆盖度低、凋落物归还量少和土壤侵蚀导致活性有机碳较低,进而影响土壤氮素累积;植被恢复初始阶段,土壤中氮素供应强度会得到改善,土壤硝化和氨化速率均有显著提升,土壤侵蚀作用减弱,土壤对养分的固持能力加强,进而土壤硝态氮和铵态氮含量显著高于喀斯特样带。     

贵州乌江流域喀斯特土壤物理性质的研究

本文分析研究了贵州乌江流域喀斯特土壤在不同植被类型和不同侵蚀程度条件下的土壤主要物理性质.认为:土壤侵蚀状况是影响土壤物理性质的主要因素,在土壤侵蚀不强烈的条件下,各种植被类型的土壤发育良好,土层深厚,表层有机质含量较高;土壤以粘壤土和粘土为主;土壤孔隙性适宜,土壤结构性良好,能有效的发挥保持水土的作用;但是已经受到水土流失的威胁,存在砂化的趋势.而土壤受强烈侵蚀的情况下,土壤各种物理性状极差.因此,必须采取措施进一步改善土壤物理性质.     

桂林毛村岩溶区和非岩溶区土壤有机质与氮分析研究

用五点混合取样法采集广西桂林毛村岩溶区和非岩溶区典型林地、灌草丛地和耕地的0～20cm,20～40cm土壤样品,以高温外热重铬酸钾氧化-容量法测定有机质含量,半微量凯氏法测定全氮含量,碱解扩散法测定有效氮含量,电位法测定pH值.结果表明:岩溶区和非岩溶区的有机质,全氮和有效氮的含量都是表层明显高于底层;相同土地利用类型下,有机质、全氮和有效氮在0～20cm的含量是岩溶区高于非岩溶区,且林地＞灌草丛地＞耕地;有效氮含量与全氮和pH值有显著的正相关关系.     

后寨河流域岩溶含水层脆弱性及其对土地利用方式的响应

岩溶含水层由于其本质脆弱性,对土地利用变化极其敏感,土地利用/覆被变化在很大程度上影响着地下水的水质和水量.以典型岩溶单元—贵州普定后寨河流域为例,分析了流域水文地质背景下的岩溶含水层本质脆弱性,结合流域地下河水近20年的水化学资料,分析了含水层脆弱性对土地利用变化的响应.结果显示:土地利用/覆被变化、农业活动、城镇建设及居民活动都对地下水质变化有明显影响.因此,调整土地利用结构,恢复岩溶植被,改善生态环境是保护和改善岩溶水资源的重要途径.     

岩溶洞穴土壤颗粒分析及其对水土流失的研究意义

岩溶洞穴中的土壤作为一类洞穴沉积,具有很好的学术研究价值,但目前利用洞穴土壤来研究水土流失的成果还很少.2010年8月、9月在贵州毕节、清镇、花江的三个洞穴和一条地下河中采取了洞穴土样,然后在室内用比重计速测法对洞穴土壤进行了颗粒分析并将其与地表土壤进行对比研究.研究发现,洞穴土壤颗粒中粘粒含量远高于地表土壤,土壤通过...     

碳封存工程泄漏超高CO2浓度对植被影响的多光谱遥感监测应用

利用天然CO_2气田模拟碳封存工程泄漏超高浓度CO_2后对生态环境影响研究基地,借助多光谱高分辨率遥感技术,在获取多个时相的卫星影像基础上,监测当地植被指数及变化趋势。结果表明:多光谱遥感技术能很好的应用于因高浓度CO_2泄漏造成的植被影响监测,既适用于微小尺度的精细监测,同时也对宏观范围内植被监测起到很好的效果,为完善我国二氧化碳地质封存工程环境影响监测技术方法体系提供科学支撑。     

喀斯特城市石漠化遥感参数的时空变化

针对桂林喀斯特城市近20多年来快速扩展可能导致的喀斯特山峰石漠化,提出遥感像元裸土率的正比例估算方法,对该地区Landsat卫星1990~2015年8景遥感图像反演植被覆盖度、裸岩率的长时间序列数据,分析喀斯特山峰混合像元中植被、裸岩比例的时空变化规律。结果表明,研究区喀斯特山峰裸岩率高于0.7的面积比例低于15%,植被覆盖度高于0.5的面积在60%~85%之间。喀斯特山峰植被覆盖度、裸岩率的变化趋势主要受气候因素和人为因素等的影响,裸岩率高于0.7的面积比例变化受人为因素影响的程度较大。在1990~2006年呈略降低后基本维持平稳的趋势;但新区的建设使得2009年升高到最高值14.3%;2009~2015年缓慢下降到6.6%;植被覆盖度高于0.7的面积比例1990~1994年逐渐上升达到最高值56.0%,1994~2009年下降到最低值25.7%,2009~2015年上升到37.1%。研究结果可为进一步监测和预警喀斯特城市发展过程的喀斯特山峰石漠化提供科学数据。     

岩溶系统不同植被下土壤碳排放的温度效应

全球变化研究中土壤的呼吸排放等成为科学家们关注的热点问题,影响土壤碳排放的一个最主要的因子是温度。本文研究了岩溶系统中两种典型植被条件下温度的日变化动态及其系统碳排放过程,并对碳排放的温度效应进行了研究,结果表明土壤温度与岩溶系统碳排放有显著相关,尤以草地生态系统为甚。森林生态系统中,与土壤呼吸排放有显著相关的温度因素为土表温度,且为负相关,表明土壤呼吸排放对该温度的滞后响应。林地、草地生态系统中5cm～15cm土壤温度与土壤呼吸碳排放显示出正效应,表明土壤温度促进土壤呼吸的碳排放。同时,草地生态系统中表层泉水碳排释与土下5cm土温也有极显著相关。即岩溶生态系统碳排放具有极显著的温度效应。